[发明专利]一种核电站二次侧非能动余热排出安全系统

说明书

本发明提供的是一种核电站二次侧非能动余热排出安全系统。包括汽轮机、风机、空冷器和应急补水箱，蒸汽发生器通过管道分别连接所述空冷器、汽轮机和应急补水箱，汽轮机的输出带动风机对空冷器进行冷却，蒸汽发生器与空冷器和汽轮机的连接管道上分别设置第一隔离阀和第二隔离阀，应急补水箱的出口管道上设置第三隔离阀再与空冷器的出口管道并联后经止回阀接入蒸汽发生器。本发明能够在核电站全厂断电以及堆芯余热排出能力丧失的事故工况下，实现余热导出。整个过程以非能动的方式运行。利用空冷设备，将安全隐患降低到最小。取代了以往设计中由于水箱布置方式而带来的安全隐患，同时具有结构简单，布置方便等优点。

技术领域

本发明涉及的是一种核电站余热排出系统，具体地说是一种核电站蒸汽发生器二次侧非能动余热排出系统。

背景技术

核电站发生全厂断电事故后，主泵停止工作，反应堆冷却剂流量迅速下降，蒸汽发生器二次侧的给水能力下降，堆芯产生的热量在反应堆冷却剂系统堆积，导致整个系统温度升高。发生全厂断电事故后，余热能否长期有效排出，关系到核电站的安全。以往核电站在断电的事故工况下，仅通过辅助给水系统的气动泵向蒸汽发生器二次侧提供给水。这种依靠能动设备的事故应对措施在事故工况下会有失效的可能，不能保证核电站的安全。非能动技术作为一种成熟可靠的先进技术被广泛认可，应用于核电站断电事故工况下蒸汽发生器二次侧的非能动余热排出系统。在第三代AP1000中，通过将水箱布置在安全壳上侧，将堆芯热量最终导入到水箱内，但这种结构增大了安全壳结构设计难度以及抗震设计难度，存在较高的安全隐患。

公开号为CN102867548A的专利文件中公开的“一种能动与非能动相结合的二次侧堆芯热量导出系统”，其主要包括蒸汽发生器、换料水箱、非能动余热排出热交换器、压力容器及相关管道与阀门。系统包括两个供水系列，每个供水系列连接一个辅助给水水箱。在全厂断电事故工况下，由于主泵停运，非能动二次侧余热排出系统利用系统在反应堆部分以及在蒸汽发生器部分的温差以及高度差，具有一定的自然循环能力，将反应堆的热量向蒸汽发生器传递，完成反应堆冷却剂回路的自然循环，进而导出余热。上述专利文件中所述的非能动系统通过设置水箱的方式进行余热排出，由于水箱布置方式存在安全隐患，且系统并不是完全采用非能动方式进行余热排出，能动系统可能无法正常工作，在事故工况下冷凝效率较低。且在事故早期直接利用水冷可能造成无法及时排出堆芯余热的隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种整个过程以非能动的方式运行，结构简单，布置方便的核电站二次侧非能动余热排出安全系统。

本发明的目的是这样实现的：

包括汽轮机、风机、空冷器和应急补水箱，蒸汽发生器通过管道分别连接所述空冷器、汽轮机和应急补水箱，汽轮机的输出带动风机对空冷器进行冷却，蒸汽发生器与空冷器和汽轮机的连接管道上分别设置第一隔离阀和第二隔离阀，应急补水箱的出口管道上设置第三隔离阀再与空冷器的出口管道并联后经止回阀接入蒸汽发生器。

本发明还可以包括：

1.所述空冷器为翅片空冷器。

2.所述的翅片空冷器冷却后的气体通过烟囱处理。

本发明提供了一种核电站二次侧非能动余热排出系统，在发生全厂断电，同时能动堆芯余热排出系统丧失工作能力，蒸汽发生器连接的隔离阀开启，利用小部分从蒸汽发生器出来的高温高压蒸汽进入汽轮机做功为驱动力，带动汽轮机叶轮转动输出机械能从而带动风机转动，排送气体到空冷器，最后利用蒸汽与凝水的密度差流回实现整个循环；蒸汽发生器下方设置有止回阀，防止回流。整个系统以非能动的方式经行空冷运行，实现长期导出堆芯余热，维持核电站反应堆余热排出安全状态的余热排出系统。

本发明的技术方案主要包括汽轮机、风机、翅片空冷器、应急补水箱；所述的翅片空冷器与蒸汽发生器通过管道相连接，所述的蒸汽发生器的部分蒸汽与应急补水箱连接。本发明的主要特点体现在：